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上海酶聯(lián)生物研究所
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上海酶聯(lián)生物研究所
閱讀：2119發(fā)布時(shí)間：2011-1-4
1．炭疽桿菌
炭疽桿菌是一種zui大的致病菌，長(zhǎng)5～10um，寬1～3um。它有莢膜、無(wú)鞭毛，無(wú)運(yùn)動(dòng)性，革蘭染色陽(yáng)性，是一種需氧菌或兼性厭氧菌。它在動(dòng)物體內(nèi)呈單鏈狀或形成短鏈，不形成芽孢，可以形成莢膜；在培養(yǎng)物中則形成長(zhǎng)鏈，菌體兩端平切，竹節(jié)狀。
在外界不良環(huán)境條件下可形成芽孢，圓形或卵圓形，位于菌體*或稍向一端。在普通瓊脂平板上長(zhǎng)成灰白色、不透明、扁平、表面粗糙、邊緣不整的菌落，低倍顯微鏡下觀察呈卷發(fā)狀。該菌分解葡萄糖、麥芽糖，產(chǎn)酸不產(chǎn)氣，液化明膠。穿刺培養(yǎng)時(shí)，菌落沿穿刺線向周圍伸延，表層較長(zhǎng)，管底較短，呈倒立的松樹(shù)狀。
以前通常認(rèn)為炭疽桿菌無(wú)鞭毛，但梁旭東通過(guò)半固體擴(kuò)散生長(zhǎng)法研究國(guó)內(nèi)炭疽桿菌（Bacillusanthracis），發(fā)現(xiàn)受試菌株中90％．以上具有鞭毛，并經(jīng)各種經(jīng)典方法和分子生物學(xué)方法證實(shí)了這一結(jié)果，提示具有鞭毛是國(guó)內(nèi)分離的炭疽桿菌的一種特征，且不排除國(guó)外分離的炭疽桿菌也具有鞭毛的可能性。這一發(fā)現(xiàn)無(wú)疑對(duì)炭疽桿菌的研究提出了新的問(wèn)題，說(shuō)明炭疽菌是集芽孢、莢膜、鞭毛、菌毛于一體的細(xì)菌之一，是很好的細(xì)菌研究模型。
目前已知炭疽桿菌可產(chǎn)生4種抗原，即保護(hù)性抗原、莢膜抗原、菌體抗原與芽孢抗原。保護(hù)性抗原是炭疽桿菌在生活過(guò)程中產(chǎn)生的一種細(xì)胞外蛋白質(zhì)成分，為炭疽桿菌毒素的組成部分，具有免疫原性，能保護(hù)動(dòng)物抵抗本菌的感染，但只能使炭疽感染者獲得短暫的免疫力；莢膜抗原是由D—*多肽組成的與毒力有關(guān)的一種抗原，當(dāng)產(chǎn)生莢膜的能力失去后，其毒力隨之消失，值得注意的是，莢膜抗原所產(chǎn)生的抗體在動(dòng)物體內(nèi)并無(wú)保護(hù)作用；菌體抗原為多糖類物質(zhì)，其特點(diǎn)是耐熱、抗*、性質(zhì)穩(wěn)定，因此在*尸體中經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間或加熱煮沸后也不受破壞，仍可與特異性免疫血清發(fā)生沉淀反應(yīng)，但與毒力無(wú)關(guān)；另外研究發(fā)現(xiàn)炭疽桿菌的芽孢的外膜含有抗原決定簇，此抗原具有免疫原性及血清學(xué)診斷價(jià)值。
2．炭疽桿菌基因組
炭疽桿菌的致病性與其表達(dá)的特異性蛋白PA、LF和EF有關(guān)，其傳染性和適應(yīng)逆境的能力與其莢膜形成有關(guān)，這些特異性表型特征取決于主基因組及2個(gè)特異性質(zhì)粒（pX01和pX02）。炭疽桿菌主基因組上有關(guān)基因與其正常的生命活動(dòng)有關(guān)，包括蛋白質(zhì)的合成、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)等，而編碼致病毒素的基因pagA、lef和cya位于pX01質(zhì)粒上，與芽孢形成有關(guān)的基因（如capA、capB、capC等）則位于pX02質(zhì)粒上?；蚪M的完整性是炭疽桿菌致病性和芽孢形成的必要前提。環(huán)境誘導(dǎo)和復(fù)制錯(cuò)誤導(dǎo)致基因發(fā)生變化，包括堿基的缺失、插人等各種突變甚至質(zhì)粒的丟失，這些因素是新病原體形成的原因，也反映了不同菌株之間的親緣關(guān)系和單株特征。不同微生物基因序列的差異是菌株分類和鑒定的分子基礎(chǔ)，而DNA指紋圖譜、*特異序列以及高度保守序列多態(tài)性等反映了炭疽桿菌的基因特征，也為臨床基因診斷提供了可靠依據(jù)。
炭疽桿菌基因組組成：炭疽桿菌基因組分為主基因組和質(zhì)粒兩部分，質(zhì)粒包括pX01質(zhì)粒和pX02質(zhì)粒。
（1）主基因組 炭疽桿菌的大多數(shù)生命活動(dòng)所需要的基因都位于主基因組上，主基因組為巨大的環(huán)形雙鏈DNA，其長(zhǎng)度為5227293bp，共有5508個(gè)開(kāi)放閱讀框（ORF），已知功能基因序列約占50％，保守基因序列約占22％，理論推測(cè)基因序列約占16％，未知功能基因序列約占12％。其中對(duì)疫苗設(shè)計(jì)可能有意義的ORF約240個(gè)，而與表面抗原形成有關(guān)的ORF約為20個(gè)，包括SAP、EA1蛋白基因以及相關(guān)酶類（如乙醛脫氫酶等）基因。此外，基因組中還具有炭疽特異的數(shù)目變異的串連重復(fù)區(qū)和高度保守的RNA聚合酶基因等。
（2）質(zhì)粒pX01 炭疽桿菌的強(qiáng)致病性取決于pX01質(zhì)粒，該質(zhì)粒長(zhǎng)181．6kb。編碼致病因子EF、LF和PA的基因pagA、lef和cya均位于該質(zhì)粒上，并與毒素調(diào)節(jié)因子基因actzA、pagR等一起組成44．8kb的毒力島（pathogeni cityisland），而毒力島的兩端則為拷貝數(shù)相近的相互倒置的ISl627元件。該質(zhì)粒上共存在217個(gè)ORF，包括topA以及與啟動(dòng)質(zhì)粒復(fù)制、維持質(zhì)粒穩(wěn)定相關(guān)的基因。
（3）質(zhì)粒pX02 pX02質(zhì)粒與炭疽桿菌莢膜的形成有關(guān)，共長(zhǎng)94．8kb。參與多聚2D2*莢膜合成的CAP元件，由3個(gè)順?lè)醋觕apB、capC和capA組成，這3個(gè)順?lè)醋訌母髯云鹗嫁D(zhuǎn)錄區(qū)按照同一方向轉(zhuǎn)錄，形成連續(xù)的3個(gè)ORF，共3244個(gè)堿基。在CAP元件的下游存在一個(gè)1401bp的ORF，編碼dep蛋白，該基因編碼蛋白可能參與莢膜大分子的降解，與小分子的多聚2D2*形成有關(guān)。此外，該質(zhì)粒還有capA等調(diào)節(jié)基因。
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